工程材料习题参考答案
第一章.习题参考答案 1-1、名词解释
1、σb抗拉强度---金属材料在拉断前的最大应力，它表示材料对最大均匀塑性变形的抗力。
2、σs屈服强度----表示材料在外力作用下开始产生塑性变形的最低应力，表示材料抵抗微量塑性变形的能力。 3、σ0.2屈服强度----试样产生0.2%残余应变时的应力值为该材料的条件屈服。 4、δ伸长率----塑性的大小用伸长率δ表示。 5、HBS布氏硬度---以300Kg的压力F将直径D的淬火钢球压入金属材料的表层，经过规定的保持载荷时间后，卸除载荷，即得到一直径为d的压痕。
6、HRC洛氏硬度---是以120o 的金刚石圆锥体压头加上一定的压力压入被测材料，根据压痕的深度来度量材料的软硬，压痕愈深，硬度愈低。
7、σ﹣1（对称弯曲疲劳强度）---表示当应力循环对称时，光滑试样对称弯曲疲劳强度。
8、K1C （断裂韧性）---应力强度因子的临界值。
1-2、试分别讨论布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度适用及不适用于什么场合？ 1、布氏硬度 适用于退火和正火态的黑色金属和有色金属工件，
不适用于太薄、太硬（﹥450HB）的材料。
2、洛氏硬度 适用于检测较薄工件或表面较薄的硬化层的硬度，
适用于淬火态的碳素钢和合金钢工件
不适用于表面处理和化学热处理的工件。
3、维氏硬度 适用于零件表面薄硬化层、镀层及薄片材料的硬度，
不适用于退火和正火及整体淬火工件。
第二章.习题参考答案 2-1、名词解释
1、 晶体---指原子（原子团或离子）按一定的几何形状作有规律的重复排列的物体。
2、 2、非晶体---组成物质的原子是无规律、无次序地堆聚在一起的物体。 3、单晶体---结晶方位完全一致的晶体。 4、多晶体---由多晶粒组成的晶体结构。
5、晶粒---每个小晶体具有不规则的颗粒状外形。
2-2、何谓空间点阵、晶格、晶体结构和晶胞？常用金属的晶体结构是什么？划出其晶胞，并分别计算起原子半径、配位数和致密度？
1、空间点阵---为了便于分析各种晶体中的原子排列及几何形状,通常把晶体中
的原子假想为几何结点,并用直线从其中心连接起来,使之构成一个空间格子。
2、晶格---这种表示晶体中原子排列形式的空间格子。 3、 晶胞---构成晶格的最基本的几何单元。
4、 4、常用金属的晶体结构有： 体心立方晶格： 1）、原子半径 r =
3a ;2）、 配位数＝8 43）、致密度 致密度＝
nuv24??＝
33
2×4/3πγ3 / a3＝2×4/3π（31/2 /4 a）3 / a3 ＝0﹒68 面心立方晶格:
1）、原子半径 r =21/2 /4 a 2）、配位数＝12 3）、致密度＝nu/v ＝4×4/3πγ3/ a3
＝4×4/3π（21/2 /4 a）3/ a3 ＝0﹒74 密排六方晶格:
1）、原子半径 r = 1/2a 2）、配位数＝12 3）、致密度＝nu/v
＝6×4/3πγ3 /3 a3×Sin600×C ＝π/23/2 ＝0﹒74
2-3. 何谓理想晶体和实际晶体?为什么单晶体呈各向异性而多晶体在大多数情
况下没有各向异性现象? 1、理想晶体----是原子按一定规则排列的单晶体，内部晶体方位完全一致，且
完好无损的，具有各向异性。 2．答：实际晶体为多晶体，由许多不同位向的小晶粒组成，且有许多晶体缺陷，
如点缺陷（空位、溶质原子），线缺陷（位错），面缺陷（晶界等），具有伪各向同性。 3、单晶体呈各向异性是由于单晶体在不同晶向上的原子密度不同，在不同方向
上的原子结合力不同，因而其弹性模量也不同，显示出各向异性。 5、 多晶体在大多数情况下没有各向异性现象,因为多晶体是由大量彼此位向不同的晶粒组成，多晶体中各个晶粒的位向紊乱，其各向异性显示不出来，结果使多晶体呈现各向同性或称伪无向性。
2-4、何谓同素异晶转变？试以铁为例说明之？
答：同素异晶转变是一种金属具有两种或两种以上的晶体结构，把这种金属的
不同晶体结构改变的现象。p18 如铁在结晶之后继续冷却时，会发生结构的变化，从一种晶格转变为另一种晶格 δ-Fe 1394℃ γ-Fe 921℃ α-Fe 。 2-5、在实际晶体中存在着哪几类缺陷？
答：在实际晶体中存在着：1.点缺陷（空位、溶质原子）2、线缺陷（位错：刃型位错和螺型位错）3、面缺陷（晶界、亚晶界等） 2-10、为什么金属结晶时一定要有过冷度？冷却速度与过冷度的关系是什么？ 答：在平衡温度处，液体与晶体处于动平衡状态，此时，液体的结晶速度与晶
体的熔化速度相等。也就是当金属处于平衡温度时，金属不能进行有效的结晶过程。要使结晶进行，则必须将液体冷至低于平衡温度。晶体总是在过冷的情况下结晶的，因此过冷是金属结晶的必要条件，所以，金属结晶时一定要有过冷度。冷却速度与过冷度的关系是冷却速度愈大，过冷度也愈大。 2-13、晶粒大小对金属性能有何影响？细化晶粒方法有哪些？
答：在一般情况下,晶粒愈小,则金属的强度.塑性和韧性愈好.细化晶粒是提高
金属性能的重要途径之一，晶粒愈细，强度和硬度愈高，同时塑性韧性愈好。细化晶粒方法有：增大过冷度； 2.变质处理； 3.附加振动或搅动等方法； 第三章.习题参考答案
3-1、塑性变形的基本方式有几种？塑性变形的的物理本质是什么？ 答：塑性变形的基本方式有：滑移和孪生。
塑性变形的的物理本质：滑移和孪生共同产生的塑性变形。
滑移是晶体的一部分相对另一部分做整体刚性移动。孪生是在切应力的作用下，晶体的一部分相对另一部分沿着一定的晶面（孪生面）产生一定角度的切变
3-2、为什么金属的实际强度要比理论强度低得多？详细说明之。
答：这是因为实际金属晶体存在着各种晶体缺陷，如点缺陷、线缺陷和面缺陷。 3-4、加热对冷变形金属的组织和性能有何影响？
答：当对变形金属进行加热时，其组织和性能将发生回复、再结晶和晶粒长大
的变化过程。
回复阶段:变形金属的强度.硬度与塑性等变化不大,但内应力.电阻等明显降低.
3-7.怎样区分冷加工和热加工？为什么锻件比铸件的力学性能好？热加工会造
成哪些组织缺陷？
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